专利名称：双桅杆逆作组合吊装施工方法及双桅杆的制作方法
技术领域：
本专利涉及一种大跨度空间大跨空间钢结构施工的方法，特别涉及到利用双桅杆进行逆向操作的施工方法。本专利还涉及到一种用于施工大跨空间钢结构的双桅杆，特别涉及到逆向操作的大跨空间钢结构双桅杆。
背景技术：
随着国民经济的发展和建筑设计的多样化，各种大型场馆建筑中越来越多地采用空间钢结构，造型新颖，跨度大，形状复杂，规格多，由支承安装于地面上发展到安装在砼楼屋面上，与其他专业交叉施工，可用于吊装的场地非常小，常规的吊装工艺无法解决这样的难题。在实际操作过程中，由于已经建好的建筑之上再次施工，所涉及的问题很多，特别是空间要求，在这样的屋顶进行施工，原有的设施不能动，这样便给传统的按次序安装施工带来了问题，空间狭窄，不能施工。
发明内容
本专利的第一个发明目的是提供大跨空间钢结构双桅杆逆作组合吊装施工方法，用于大跨异形复杂空间钢结构的吊装，尤其适用于场地狭小条件下或不高于30m高度的楼屋面上的吊装。为完成上述发明目的，本发明是这样实现的:一种大跨空间钢结构双桅杆逆作组合吊装施工方法，双桅杆逆作组合吊装是指采用双桅杆，先吊装空间主桁架，采用门式支撑保持钢桁架的空中稳定，然后利用辅助滑轮组安装中柱，利用已吊装就位的主桁架吊装边柱、次桁架，利用主次桁架吊装其余构件；
具体由以下步骤构成:施工准备、主桁架制作及吊运、主桁架组拼、主桁架吊装、异形柱安装；边斜柱、次桁架、屋面檩条的安装、桅杆的行走、桅杆的拆除；
施工准备
针对在楼面上吊装这一特殊情况，除了必须对桅杆进行设计计算外，还必须对楼层梁板的裂缝、挠度进行验算，要求施工荷载小于楼层承载力；将桅杆的横梁及变幅绳位置下移，并在横梁处设置钢支框，采用钢丝绳斜拉上段桅杆，使上段桅杆由悬臂变成斜拉；
主桁架制作及吊运
主桁架分段制作、拼装，在现场地面上搭设胎架，按照设计要求完成拼装、焊接工作；利用两台人字桅杆通过平衡梁实现四吊点吊装，接近桁架设计支承状态，将钢桁架整体吊装至设计高度；利用另外的卷扬机将门式支撑吊至主桁架两端，将主桁架顶撑住，使钢桁架保持空中稳定；
异形柱的安装
异形柱由数个底座、数 根杆件以及铸钢节点等组成；将根部杆件与底座最终焊接固定，完成“蝴蝶”形柱安装；
边斜柱、次桁架、屋面檩条安装
待安装完成两榀屋架后，立即利用已吊装就位的主桁架，安装斜柱、次桁架、檩条；
桅杆的行走
每榀桁架吊装完成后，桅杆根据吊装次序向内行走时，利用卷扬机牵引桅杆支脚沿着行走路线移动，同时顶部也用卷扬机通过缆风绳牵引移动，保持桅杆的倾角；
桅杆的拆除
采用汽车吊，即可拆除，若最后一榀紧靠混凝土主体结构时，可利用该主体结构屋顶的小人字桅杆。通过对桅杆结构形式及支脚的创新设计，大大减轻了桅杆自重，增加了楼层的承压面积，避免了对砼楼层结构的不利作用，可实现楼面上吊装大跨度空间钢结构。我们对桅杆结构形式进行创新设计，将横梁及变幅绳位置下移，并在横梁处设置钢支框，采用钢丝绳斜拉上段桅杆，使上段桅杆由悬臂变成斜拉，减小桅杆杆径，从而降低人字桅杆自重。为扩大承压面积，保证行走方便，每台人字桅杆的支脚选用两根热轧型钢，组合成箱形梁。桅杆通过高强螺栓及钢板连接件与支脚连接。两台桅杆的支脚分别站在楼面混凝土梁上。对上述技术方案作进一步的细化，所述双桅杆的横梁及变幅绳位置下移，并在横梁处设置钢支框，采用钢丝绳斜拉上段桅杆，使上段桅杆由悬臂变成斜拉；每台人字桅杆的支脚选用两根热轧型钢，组合成箱形梁；桅杆通过高强螺栓及钢板连接件与支脚连接；两台桅杆的支脚分别站在楼面混凝土梁上；人字桅杆由两根桅杆通过顶部钢横梁连接组成，每根桅杆分成三到四段，由法兰拼接而成；人字桅杆在楼面上组拼完后，用卷扬机、滑轮组通过顶部的稳固缆风绳将人字桅杆顶部慢慢拉起竖立至预定角度。对上述技术方案作进一步的细化，异形柱的安装具体步骤是将底座和现浇板上的预埋铁焊接好后， 将根部杆件与底座临时焊接、在砼板面上将中间杆件和铸钢节点用临时连接铁板点焊连接后，用人字桅杆将其起吊至高空，与根部杆件临时焊接；其余杆件按照自下而上、由内而外的顺序进行，每根杆件都是先临时焊接，待所有杆件与铸钢节点按照定位整体调试符合尺寸要求后，将各连接处焊接固定；将根部杆件与底座最终焊接固定，完成“蝴蝶”形柱安装。对上述技术方案作进一步的细化，边斜柱、次桁架、屋面檩条的安装具体步骤是:1、第一榀屋面主桁架安装完成后，利用已吊装就位的主桁架，进行最外侧斜柱的安装2、待安装完成两榀屋架后，立即利用已吊装就位的主桁架，安装斜柱、次桁架、檩条等将第二榀桁架与第一榀桁架之间的部分杆件安装到位，并完成它们之间的连接工作，使其成为一稳定的空间单元体系，同时拆除并转移主桁架下的临时支撑；按照同样的方法进行后续施工，最终使整个屋盖形成稳定的空间体系。对上述技术方案作进一步的细化，桅杆行走的同时在混凝土的梁底下进行支撑，桅杆行走时，利用卷扬机牵引。人字桅杆上应设置角度仪，使人字桅杆作业时对地倾角始终控制在60 80°之间。在人字桅杆倾斜的前方设置一套防反倾索具，使桅杆前倾角度始终不小于5°
本专利的第二个发明目的是提供一种用于大跨空间钢结构施工的双桅杆，适用于大跨异形复杂空间钢结构的吊装，尤其适用于场地狭小条件下或不高于30m高度的楼屋面上的吊装。
为完成上述发明目的，本发明是这样实现的一种用于大跨空间钢结构施工的双桅杆，其特征在于:双桅杆的横梁及变幅绳位置下移，并在横梁处设置钢支框，采用钢丝绳斜拉上段桅杆，使上段桅杆由悬臂变成斜拉。针对在楼面上吊装这一特殊情况，除了必须对桅杆进行设计计算外，还必须对楼层梁板的裂缝、挠度进行验算，要求施工荷载(桅杆自重、吊重)小于楼层承载力。我们对桅杆结构形式进行创新设计，将横梁及变幅绳位置下移，并在横梁处设置钢支框，采用钢丝绳斜拉上段桅杆，使上段桅杆由悬臂变成斜拉减小桅杆杆径，从而降低人字桅杆自重。对上述技术方案作进一步的限定，每台人字桅杆的支脚选用两根热轧型钢，组合成箱形梁；桅杆通过高强螺栓及钢板连接件与支脚连接；两台桅杆的支脚分别站在楼面混凝土梁上。为扩大承压面积，保证行走方便，每台人字桅杆的支脚选用两根热轧型钢，组合成箱形梁。桅杆通过高强螺栓及钢板连接件与支脚连接两台桅杆的支脚分别站在楼面混凝土梁上。人字桅杆由两根桅杆通过顶部钢横梁连接组成，每根桅杆分成三到四段，由法兰拼接而成；人字桅杆在楼面上组拼完后，用卷扬机、滑轮组通过顶部的稳固缆风绳将人字桅杆顶部慢慢拉起竖立至预定角度。除了上述外，桅杆要求可以行走，每榀桁架吊装完成后，桅杆根据吊装次序向内行走时，利用卷扬机牵引桅杆支脚沿着行走路线移动，同时顶部也用卷扬机通过缆风绳牵引移动，保持桅杆的倾角。同时在混凝土的梁底下进行支撑。桅杆行走时，利用卷扬机牵引。此时轮压荷载小于吊装时荷载，即能保证建筑结构的安全，又能满足吊装需要。
图1为本专利的施工流程图。图2为桅杆的结构示意图。
具体实施例方式一、施工准备
1、对人字桅杆创新设计
针对在楼面上吊装这一特殊情况，除了必须对桅杆进行设计计算外，还必须对楼层梁板的裂缝、挠度进行验算，要求施工荷载(桅杆自重、吊重)小于楼层承载力。我们对桅杆结构形式进行创新设计，将横梁及变幅绳3位置下移，并在横梁处设置钢支框2，采用钢丝绳21斜拉上段桅杆11，使上段桅杆11由悬臂变成斜拉，减小桅杆杆径，从而降低人字桅杆自重。为扩大承压面积，保证行走方便，每台人字桅杆的支脚选用两根热轧型钢，组合成箱形梁。桅杆通过高强螺栓及钢板连接件与支脚连接。两台桅杆的支脚分别站在楼面混凝土梁上，且站立在同一排。2、人字桅杆的组拼、站位
人字桅杆由两根桅杆I通过顶部钢横梁连接组成，每根桅杆分成三到四段，由法兰拼接而成。人字桅杆在楼面上组拼完后，用卷扬机、滑轮组通过顶部的稳固缆风绳4将人字桅杆顶部慢慢拉起竖立至预定角度。二、主桁架制作及吊运
1、主桁架分段制作、拼装，在现场地面上搭设胎架，按照设计要求完成拼装、焊接工作。2、用汽车吊将分段主桁架吊运到楼面上，再通过滚杠平移至吊装位置。主桁架组拼
分段桁架移至吊装位置后进行二次合拢拼装、焊接。主桁架吊装
1、利用两台人字桅杆通过平衡梁实现四吊点吊装，接近桁架设计支承状态，将钢桁架整体吊装至设计高度。2、利用另外的卷扬机将门式支撑(用缆风绳等固定)吊至主桁架两端，将主桁架顶撑住(门式支撑与主桁架焊接)，使钢桁架保持空中稳定。三、异形柱的安装
异形柱由数个底座、数根杆件以及铸钢节点等组成。1、将底座和现浇板上的预埋铁焊接好后，将根部杆件与底座临时焊接。2、在砼板面上将中间杆件和铸钢节点用临时连接铁板点焊连接后，用人字桅杆将其起吊至高空，与根部杆件临时焊接。其余杆件按照自下而上、由内而外的顺序进行，每根杆件都是先临时焊接，待所有杆件与铸钢节点按照定位整体调试符合尺寸要求后，将各连接处焊接固定。
3、将根部杆件与底座最终焊接固定，完成“蝴蝶”形柱安装。四、边斜柱、次桁架、屋面檩条的安装
1、第一榀屋面主桁架安装完成后，利用已吊装就位的主桁架，进行最外侧斜柱的安装。2、待安装完成两榀屋架后，立即利用已吊装就位的主桁架，安装斜柱、次桁架、檩条等。3、将第二榀桁架与第一榀桁架之间的部分杆件安装到位，并完成它们之间的连接工作，使其成为一稳定的空间单元体系，同时拆除并转移主桁架下的临时支撑。按照同样的方法进行后续施工，最终使整个屋盖形成稳定的空间体系。五、桅杆的行走
每榀桁架吊装完成后，桅杆根据吊装次序向内行走时，利用卷扬机牵引桅杆支脚沿着行走路线移动，同时顶部也用卷扬机通过缆风绳牵引移动，保持桅杆的倾角。同时在混凝土的梁底下进行支撑。 桅杆行走时，利用卷扬机牵引。此时轮压荷载小于吊装时荷载，即能保证建筑结构的安全，又能满足吊装需要。六、桅杆的拆除
一般采用汽车吊，即可拆除，若最后一榀紧靠混凝土主体结构时，可利用该主体结构屋顶的小人字桅杆。
权利要求
1.一种大跨空间钢结构双桅杆逆作组合吊装施工方法，双桅杆逆作组合吊装是指采用双桅杆，先吊装空间主桁架，采用门式支撑保持钢桁架的空中稳定，然后利用辅助滑轮组安装中柱，利用已吊装就位的主桁架吊装边柱、次桁架，利用主次桁架吊装其余构件，具体由以下步骤构成:施工准备、主桁架制作及吊运、主桁架组拼、主桁架吊装、异形柱安装；边斜柱、次桁架、屋面檩条的安装、桅杆的行走、桅杆的拆除；施工准备针对在楼面上吊装这一特殊情况，除了必须对桅杆进行设计计算外，还必须对楼层梁板的裂缝、挠度进行验算，要求施工荷载小于楼层承载力；将桅杆的横梁及变幅绳位置下移，并在横梁处设置钢支框，采用钢丝绳斜拉上段桅杆，使上段桅杆由悬臂变成斜拉；主桁架制作及吊运主桁架分段制作、拼装，在现场地面上搭设胎架，按照设计要求完成拼装、焊接工作；利用两台人字桅杆通过平衡梁实现四吊点吊装，接近桁架设计支承状态，将钢桁架整体吊装至设计高度；利用另外的卷扬机将门式支撑吊至主桁架两端,将主桁架顶撑住,使钢桁架保持空中稳定；异形柱的安装异形柱由数个底座、数根杆件以及铸钢节点等组成；将根部杆件与底座最终焊接固定，完成“蝴蝶”形柱安装；边斜柱、次桁架、屋面檩条安装待安装完成两榀屋架后，立即利用已吊装就位的主桁架，安装斜柱、次桁架、檩条；桅杆的行走每榀桁架吊装完成后，桅杆根据吊装次序向内行走时，利用卷扬机牵引桅杆支脚沿着行走路线移动，同时顶部也用卷扬机通过缆风绳牵引移动，保持桅杆的倾角；桅杆的拆除采用汽车吊，即可拆除，若最后一榀紧靠混凝土主体结构时，可利用该主体结构屋顶的小人字桅杆。
2.根据权利要求1所述的一种大跨空间钢结构双桅杆逆作组合吊装施工方法，其特征在于:所述双桅杆的横梁及变幅绳位置下移，并在横梁处设置钢支框，采用钢丝绳斜拉上段桅杆，使上段桅杆由悬臂变成斜拉；每台人字桅杆的支脚选用两根热轧型钢，组合成箱形梁；桅杆通过高强螺栓及钢板连接件与支脚连接；两台桅杆的支脚分别站在楼面混凝土梁上；人字桅杆由两根桅杆通过顶部钢横梁连接组成，每根桅杆分成三到四段，由法兰拼接而成；人字桅杆在楼面上组拼完后，用卷扬机、滑轮组通过顶部的稳固缆风绳将人字桅杆顶部慢慢拉起竖立至预定角度，双桅杆站立在同一排。
3.根据权 利要求1所述的一种大跨空间钢结构双桅杆逆作组合吊装施工方法，其特征在于:异形柱的安装具体步骤是将底座和现浇板上的预埋铁焊接好后，将根部杆件与底座临时焊接、在砼板面上将中间杆件和铸钢节点用临时连接铁板点焊连接后，用人字桅杆将其起吊至高空，与根部杆件临时焊接；其余杆件按照自下而上、由内而外的顺序进行，每根杆件都是先临时焊接，待所有杆件与铸钢节点按照定位整体调试符合尺寸要求后，将各连接处焊接固定；将根部杆件与底座最终焊接固定，完成“蝴蝶”形柱安装。
4.根据权利要求1所述的一种大跨空间钢结构双桅杆逆作组合吊装施工方法，其特征在于:边斜柱、次桁架、屋面檩条的安装具体步骤是:1、第一榀屋面主桁架安装完成后，利用已吊装就位的主桁架，进行最外侧斜柱的安装2、待安装完成两榀屋架后，立即利用已吊装就位的主桁架，安装斜柱、次桁架、檩条等将第二榀桁架与第一榀桁架之间的部分杆件安装到位，并完成它们之间的连接工作，使其成为一稳定的空间单元体系，同时拆除并转移主桁架下的临时支撑；按照同样的方法进行后续施工，最终使整个屋盖形成稳定的空间体系。
5.根据权利要求1所述的一种大跨空间钢结构双桅杆逆作组合吊装施工方法，其特征在于:桅杆行走的同时在混凝土的梁底下进行支撑，桅杆行走时，利用卷扬机牵引。
6.根据权利要求1所述的一种大跨空间钢结构双桅杆逆作组合吊装施工方法，其特征在于:人字桅杆上应设置角度仪，使人字桅杆作业时对地倾角始终控制在60 80°之间。
7.根据权利要求6所述的一种大跨空间钢结构双桅杆逆作组合吊装施工方法，其特征在于:在人字桅杆倾斜的前方设置一套防反倾索具，使桅杆前倾角度始终不小于5°。
8.一种用于大跨空间钢结构施工的双桅杆，其特征在于:双桅杆的横梁及变幅绳位置下移，并在横梁处设置钢支框，采用钢丝绳斜拉上段桅杆，使上段桅杆由悬臂变成斜拉。
9.根据权利要求8所述的用于大跨空间钢结构施工的双桅杆，其特征在于:每台人字桅杆的支脚选用两根热轧型钢，组合成箱形梁；桅杆通过高强螺栓及钢板连接件与支脚连接；两台桅杆的支脚分别站在楼面混凝土梁上。
10.根据权利要求9所述的用于大跨空间钢结构施工的双桅杆，其特征在于:人字桅杆由两根桅杆通过顶部钢横梁连接组成，每根桅杆分成三到四段，由法兰拼接而成；人字桅杆在楼面上组拼完后，用卷扬机、滑轮组通过顶部的稳固缆风绳将人字桅杆顶部慢慢拉起竖立至预定 角度。
全文摘要
本发明涉及一种大跨度空间大跨空间钢结构施工的方法，特别涉及到利用双桅杆进行逆向操作的施工方法。本发明还涉及到一种用于施工大跨空间钢结构的双桅杆，特别涉及到逆向操作的大跨空间钢结构双桅杆。本发明的第一个发明目的是提供大跨空间钢结构双桅杆逆作组合吊装施工方法，用于大跨异形复杂空间钢结构的吊装，尤其适用于场地狭小条件下或不高于30m高度的楼屋面上的吊装。
文档编号E04H12/00GK103243927SQ20131019518
公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月24日 优先权日2013年5月24日
发明者邹科华, 骆祥平, 陈书兵, 冒小玲, 殷庆 申请人:江苏南通六建建设集团有限公司